專利名稱：一種門式弧型鋼架加固體系的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于隧道改造加固的門式弧型鋼架加固體系。
背景技術：
當前我國城市軌道交通建設、高速鐵路建設如火如荼，很多在70-80年代建設的隧道難以滿足當前的設計及使用要求，需要對很多既有隧道改擴建，這就需要必須對隧道加固。目前我國隧道的加固方法主要為大管棚注漿加固，但大管棚施工占用工期長，工序單一，不能與其它工藝同時施工，易對整體工期造成影響。大管棚施工需要一次性投入大，不能周轉使用，注漿量不易控制，整體工程造價較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種門式弧型鋼架加固體系，在既有隧道改擴建中使用，特別是地鐵暗挖車站穿過既有隧道時，既有結構周圍圍巖應力受施工影響重新分布，并對既有結構產(chǎn)生偏壓變形的情況下，通過液壓千金頂對弧形拱架的推頂，使既有結構與緊貼，從而將既有結構所受荷載均勻、線形分布在弧形鋼架上，并向下經(jīng)過鋼架體系傳至短柱、橫梁、立柱傳至結構底部，確保既有結構改造施工安全穩(wěn)定。本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種門式弧型鋼架加固體系，其特征在于包括門式鋼架、滑移梁、液壓推頂裝置和弧形支撐；所述門式鋼架上固定多根縱向軌道，滑移梁沿縱向軌道滑動；滑移梁的骨架采用兩根工鋼雙拼組成，滑移梁長度小于門式鋼架橫梁并居中布置；滑移梁中部高于兩側標高，呈臺階形狀；滑移梁中部高度隨起拱高度而定，兩根工鋼一根通長布置，另一根在抬高處兩端400mm處斷開；沿滑移梁的縱向設置兩排行走鋼軌，行走鋼軌長度至門架橫梁邊緣液壓推頂裝置沿行走鋼軌橫向滑移，液壓推頂裝置在兩排鋼軌上共設置4個，中部抬高段2個，兩側處各一個；弧形支撐的每榀弧形鋼架分三段，中部一段，兩邊各一段；液壓推頂裝置用于各段弧形鋼架連接過程中的支撐；弧形支撐兩端處以及各段弧形鋼架連接處的弧形支撐和門架橫梁之間焊接工鋼短柱。所述滑移梁底部共設置多個沿縱向軌道滑動的鋼滑輪，兩側和中部均安裝；滑移梁兩端各設置一臺行走電機。所述液壓推頂裝置包括千斤頂，千斤頂下部為固定厚鋼板平臺，鋼板下部焊接4 個小型滑輪；千斤頂頂部套一個轉軸托頂，轉軸可以沿平面15度轉動，托頂為U型。所述液壓推頂裝置在梁上共設置4個，中部抬高段2個，兩邊梁處各一個；鋼板頂面固定連接行走電機。所述液壓推頂裝置的行走鋼軌直接焊接在滑移梁頂面；行走鋼軌兩端焊接擋板限位裝置。所述弧形支撐由上下翼緣，中部雙腹板組成；上翼緣和下翼緣寬度一致；腹板為鋼板，雙腹設置。所述門式鋼架包括鋼架立柱、橫梁、縱梁；鋼架立柱采用工字鋼，工字鋼上下端上焊接矩形鋼板，用于底部、頂部的連接與固定；每側鋼架立柱頂部通過縱梁連接，橫梁設在兩根立柱頂部的縱梁上，橫梁與立柱夾角處設置工鋼斜撐；斜撐、橫梁、立柱連接處全部焊接鋼板，并預留螺栓眼孔。所述相鄰兩根立柱之間設置角鋼剪刀撐。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明可以保證運輸通道，形成流水作業(yè)，提高施工效率；型鋼拆除、組裝方便，可多次周轉使用，最終降低工程造價。


圖1門式鋼架橫向剖面2門式鋼架縱向剖面3滑移梁及液壓推頂裝置橫向剖面4滑移梁及液壓推頂裝置縱向剖面5滑移梁及液壓推頂裝置平面6-1弧形支撐架設工序6-2弧形支撐架設工序6-3弧形支撐架設工序6-4弧形支撐架設工序6-5弧形支撐架設工序圖
圖7門架滑移梁施工工序中，1-鋼架立柱，2-橫梁，3-縱梁，4-工鋼斜撐，5-縱向軌道，6-滑移梁的骨架， 7-行走鋼軌，8-液壓推頂裝置，9-弧形支撐，10-工鋼短柱，11-剪刀撐，12-行走電機，
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1-7所示，一種門式弧型鋼架加固體系，其特征在于包括門式鋼架、滑移梁、 液壓推頂裝置和弧形支撐；所述門式鋼架上固定多根縱向軌道，滑移梁沿縱向軌道滑動；滑移梁的骨架采用兩根工鋼雙拼組成，滑移梁長度小于門式鋼架橫梁并居中布置；滑移梁中部高于兩側標高，呈臺階形狀；滑移梁中部高度隨起拱高度而定，兩根工鋼一根通長布置，另一根在抬高處兩端400mm處斷開；沿滑移梁的縱向設置兩排行走鋼軌，行走鋼軌長度至門架橫梁邊緣，液壓推頂裝置沿行走鋼軌橫向滑移，液壓推頂裝置在兩排鋼軌上共設置4個，中部抬高段2個，兩側處各一個；弧形支撐的每榀弧形鋼架分三段，中部一段，兩邊各一段；液壓推頂裝置用于各段弧形鋼架連接過程中的支撐；弧形支撐兩端處以及各段弧形鋼架連接處的弧形支撐和門架橫梁之間焊接工鋼短柱。所述滑移梁底部共設置多個沿縱向軌道滑動的鋼滑輪，兩側和中部均安裝；滑移梁兩端各設置一臺行走電機。所述液壓推頂裝置包括千斤頂，千斤頂下部為固定厚鋼板平臺，鋼板下部焊接4 個小型滑輪；千斤頂頂部套一個轉軸托頂，轉軸可以沿平面15度轉動，托頂為U型。所述液壓推頂裝置在梁上共設置4個，中部抬高段2個，兩邊梁處各一個；鋼板頂面固定連接行走電機。所述液壓推頂裝置的行走鋼軌直接焊接在滑移梁頂面；行走鋼軌兩端焊接擋板限位裝置。所述弧形支撐由上下翼緣，中部雙腹板組成；上翼緣和下翼緣寬度一致；腹板為鋼板，雙腹設置。所述門式鋼架包括鋼架立柱、橫梁、縱梁；鋼架立柱采用工字鋼，工字鋼上下端上焊接矩形鋼板，用于底部、頂部的連接與固定；每側鋼架立柱頂部通過縱梁連接，橫梁設在兩根立柱頂部的縱梁上，橫梁與立柱夾角處設置工鋼斜撐；斜撐、橫梁、立柱連接處全部焊接鋼板，并預留螺栓眼孔。所述相鄰兩根立柱之間設置角鋼剪刀撐。具體實施例如下1.門式組合鋼架鋼架立柱采用HW400X400型鋼或500mm工字鋼；型鋼頂部、底部焊接IOmm厚度鋼板，鋼板為矩形，尺寸為大于型鋼輪廓尺寸80mm，沿鋼板外圍設置6個 22mm螺栓眼孔，用于底部、頂部的連接與固定。立柱底部采用6根M20膨脹螺栓固定在既有混凝土上。每側鋼架立柱頂部通過縱梁連接，橫梁設在兩根立柱頂部的縱梁上，橫梁為3根 22b工鋼雙拼組合；橫梁與立柱夾角處設置22b工鋼斜撐；斜撐、橫梁、立柱連接處全部焊接 IOmm鋼板，并預留M22螺栓眼孔，全部采用M20高強螺栓連接，便于組合安裝。兩根立柱之間設置100X 100X 10角鋼剪刀撐。2.滑移梁橫梁上部鋪設4根15米長50鋼軌，用于滑移梁的整體移動。橫梁與鋼軌相交處焊接L角鋼，防止鋼軌橫向滑移?；屏汗羌懿捎脙筛?2b工鋼雙拼組成，工鋼連接采用200 X 200 X IOmm鋼板 ’梁上、下同步焊接間距500mm?；屏洪L度小于門架橫梁800mm，并居中布置。滑移梁中部高于兩側標高，呈臺階形狀，高度隨起拱高度而定，該部頂面、支撐肋板全部為IOmm鋼板。兩根工鋼一根通長布置，另一根在抬高處兩端400mm處斷開?；屏旱撞抗苍O置6個鋼滑輪，兩側各設置兩個，中部安裝兩個，滑移梁兩端設置兩臺2. 2kw行走電機。3.液壓推頂裝置該裝置包括行走鋼軌、滑輪、鋼板平臺、液壓千斤頂、轉軸托頂。沿滑移梁縱向設置兩排行走鋼軌，行走鋼軌長度至上下梁邊緣。用于推頂裝置的橫向滑移，鋼軌焊接L角鋼，防止鋼軌橫向滑移。液壓頂裝置在梁上共設置4個，中部抬高段2個，兩邊梁處各一個。千斤頂下部為20mm厚鋼板平臺，鋼板下部焊接4個小型滑輪，便于裝置移動；頂面固定連接2. 2kw小型行走電機，遙控移動。千斤頂頂部套一個轉軸托頂，轉軸可以沿平面15度轉動，托頂為U型， 寬度大于弧形鋼架下翼緣4mm。4.弧形支撐弧形支撐由上下翼緣，中部雙腹板組成。上翼緣寬度為150mm，采用 14mm厚鋼板；下翼緣采用IOmm厚鋼板，寬度與上部一致。腹板為16mm鋼板，高度為100mm， 雙腹設置，腹板距離翼緣邊緣30mm。每榀弧形鋼架分三段，中部一段，兩邊各一段。每節(jié)支撐連接部位設置IOmm厚連接板，用4個M20螺栓固定。首先利用全站儀對既有隧道斷面放樣，初步確定門架立柱、橫梁、滑移梁尺寸及弧形拱架單節(jié)長度、矢高，并加工下料。在隧道底部放出立柱中心位置，鉆眼預埋膨脹螺栓。利用75c小型挖機及5t電動葫蘆配合施工，安裝門架立柱、橫梁、斜撐、并用螺栓連接牢固。立柱橫向間距4米，縱向間距3米，一次安裝30米門架體系。門架橫梁上部縱向鋪設4根鋼軌，鋼軌位置應在立柱、斜撐上部，減少受力分解。 鋼軌單根長15米，確定位置后用角鋼固定?；屏涸诘孛婧附油瓿珊罄?5c小型挖機及 5t電動葫蘆配合架設滑移梁，調節(jié)行走電機，通過電動機調整滑移梁前后移動。液壓推頂裝置行走鋼軌直接焊接在滑移梁頂面；液壓推頂裝置在地面焊接完成后吊裝在行走鋼軌上，再行走鋼軌兩端焊接擋板限位裝置，避免裝置托軌。調試裝置行走電機及電動液壓裝置。調試完成后，首先架設邊部弧形支撐，弧形支撐一端焊接工鋼短柱，該短柱另一端焊接在門架橫梁上，弧形支撐另一端放置在千斤頂轉軸托頂上部。液壓裝置行走方向為由邊部向中央，先拉伸液壓裝置，使弧形支撐受壓，從而與既有結構拱頂接觸密實；驅動行走電機，使裝置向前移動20mm，繼續(xù)拉伸液壓裝置，至弧形支撐頂面與結構接觸密實。按此程序往復向中部移動，到達鋼軌限位裝置為止。液壓頂裝置移至滑移梁中部斷開處邊緣。在斷開處焊接工鋼短柱支撐，支撐另一端焊接頂部弧拱。至此一段弧形支撐架設完畢。中部弧拱的架設方法為先與邊部弧形支撐螺栓連接，固定一端；另一端放置在中部的液壓托頂上，驅動中部液壓頂裝置，壓緊中部弧拱，保證中部弧拱與頂拱連接密實，并逐步移動至另一端(行走推頂方式與邊拱相同)。在中部斷開處橫梁上部焊接工鋼短柱支撐，至此中部拱架架設完畢。第三節(jié)弧形支撐與中間節(jié)螺栓連接，并采用液壓裝置按同樣的方法推頂至隧道邊部，焊接工鋼短柱，完成最后一節(jié)弧拱的推頂工作。一榀弧拱完成后整體移動滑移梁至下一榀位置。當15米鋼軌范圍內(nèi)弧形支撐架設全部完成后，向前移動鋼軌，至下一段鋼梁頂部，推頂施工下一段弧形鋼架支撐。同時拆除前一段15米范圍門式鋼架，逐節(jié)移動至下一段位置重新拼裝成門架，為下一段弧拱的安裝提供支撐。
權利要求
1.一種門式弧型鋼架加固體系，其特征在于包括門式鋼架、滑移梁、液壓推頂裝置和弧形支撐；所述門式鋼架上固定多根縱向軌道，滑移梁沿縱向軌道滑動；滑移梁的骨架采用兩根工鋼雙拼組成，滑移梁長度小于門式鋼架橫梁并居中布置；滑移梁中部高于兩側標高，呈臺階形狀；滑移梁中部高度隨起拱高度而定，兩根工鋼一根通長布置，另一根在抬高處的兩端處斷開；沿滑移梁的縱向設置兩排行走鋼軌，行走鋼軌長度至門架橫梁邊緣，液壓推頂裝置沿行走鋼軌橫向滑移，液壓推頂裝置在兩排鋼軌上共設置4個，中部抬高段2個，兩側處各一個；弧形支撐的每榀弧形鋼架分三段，中部一段，兩邊各一段；液壓推頂裝置用于各段弧形鋼架連接過程中的支撐；弧形支撐兩端處以及各段弧形鋼架連接處的弧形支撐和門架橫梁之間焊接工鋼短柱。
2.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述滑移梁底部共設置多個沿縱向軌道滑動的鋼滑輪，兩側和中部均安裝；滑移梁兩端各設置一臺行走電機。
3.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述液壓推頂裝置包括千斤頂、滑輪和轉軸托頂；千斤頂下部為固定厚鋼板平臺，鋼板下部焊接4個滑輪；千斤頂頂部套一個轉軸托頂，轉軸可以沿平面15度轉動，托頂為U型。
4.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述液壓推頂裝置在梁上共設置4個，中部抬高段2個，兩邊梁處各一個；鋼板頂面固定連接行走電機。
5.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述液壓推頂裝置的行走鋼軌直接焊接在滑移梁頂面；行走鋼軌兩端焊接擋板限位裝置。
6.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述弧形支撐由上下翼緣，中部雙腹板組成；上翼緣和下翼緣寬度一致；腹板為鋼板，雙腹設置。
7.如權利要求1所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述門式鋼架包括鋼架立柱、橫梁、縱梁；鋼架立柱采用工字鋼，工字鋼上下端上焊接矩形鋼板，用于底部、頂部的連接與固定；每側鋼架立柱頂部通過縱梁連接，橫梁設在兩根立柱頂部的縱梁上，橫梁與立柱夾角處設置工鋼斜撐；斜撐、橫梁、立柱連接處全部焊接鋼板，并預留螺栓眼孔。
8.如權利要求7所述的門式弧型鋼架加固體系，其特征在于所述每側相鄰兩根立柱之間設置角鋼剪刀撐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種門式弧型鋼架加固體系，其特征在于包括門式鋼架、滑移梁、液壓推頂裝置和弧形支撐；所述門式鋼架上固定多根縱向軌道，滑移梁沿縱向軌道滑動；滑移梁的骨架采用兩根工鋼雙拼組成，滑移梁長度小于門式鋼架橫梁并居中布置；滑移梁中部高于兩側標高，呈臺階形狀；滑移梁中部高度隨起拱高度而定，兩根工鋼一根通長布置，另一根在抬高處兩端處斷開；沿滑移梁的縱向設置兩排行走鋼軌，行走鋼軌長度至門架橫梁邊緣液壓推頂裝置沿行走鋼軌橫向滑移，液壓推頂裝置在兩排鋼軌上共設置4個，中部抬高段2個，兩側處各一個；弧形支撐的每榀弧形鋼架分三段，中部一段，兩邊各一段；液壓推頂裝置用于各段弧形鋼架連接過程中的支撐；弧形支撐兩端處以及各段弧形鋼架連接處的弧形支撐和門架橫梁之間焊接工鋼短柱。本發(fā)明可以保證運輸通道，形成流水作業(yè)，提高施工效率；型鋼拆除、組裝方便，可多次周轉使用，最終降低工程造價。
文檔編號E21D11/18GK102352756SQ201110212900
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者呂維英, 吳玉峰, 周清福, 孔錘鋼, 林海劍, 汪新立, 穆民 申請人:中鐵二十二局集團有限公司, 中鐵二十二局集團第六工程有限公司